Amniotische Epithelzellen
Das menschliche Amnion besteht aus amniotischen Epithelzellen (AECs) auf einer kollagenen Basalmembran, einer azellulären kompakten Schicht, die mit retikulären Fasern gefüllt ist, einer Fibroblastenschicht mit Hofbauer-Zellen/Histiozyten und einer stark hygroskopischen schwammartigen Schicht mit Fibrillen zwischen Chorion und Fruchtblase .
AECs können durch differentiellen enzymatischen Verdau aus der Amnionmembran gewonnen werden, nachdem diese vom darunter liegenden Chorion getrennt wurde . Das Amnion enthält Epithelzellen, die Oberflächenmarker exprimieren, die sowohl embryonalspezifische Marker wie die stadienspezifischen Antigene (SSEAs) 3 und 5, Tra-1-60, Tra-1-81, als auch mesenchymale Marker CD105, CD90, CD73, CD44, CD29, humanes Leukozytenantigen (HLA)-A, -B, -C, CD13, CD10, CD166 und CD117 umfassen. Ihre immunologischen Eigenschaften sind noch nicht vollständig geklärt; allerdings scheinen AECs auch resistent gegen Abstoßung nach Allotransplantation zu sein, wahrscheinlich aufgrund ihrer immunsuppressiven Eigenschaften (CD59 und HLA-G ), was auch zu ihrer therapeutischen Rolle in einem Krankheitsmodell führen könnte. Zum Beispiel wurde berichtet, dass hAECs den Blutzuckerspiegel von Streptozotocin-induzierten diabetischen Mäusen mehrere Wochen nach der Implantation senken, möglicherweise durch Differenzierung in β-Zellen.
hAECs gelten als multipotente Zellen aufgrund ihrer Fähigkeit, sich in verschiedene Linien zu differenzieren. Insbesondere sind sie in der Lage, unter spezifischen Kulturbedingungen zu neuronalen Zellen zu reifen, die Acetylcholin, Noradrenalin und Dopamin synthetisieren. In vivo wurde berichtet, dass hAECs neuroprotektiv und neuroregenerativ wirken, wahrscheinlich in Verbindung mit der Sekretion von Wachstumsfaktoren. In der Tat zeigten Studien, dass hAEC-konditionierte Medien neurotrophe Effekte auf kortikale Zellen der Ratte zeigen, und aufgrund der Expression von neuralen Markern wie Nestin, glial fibrillary acidic protein und microtubule-associated protein 2 neigen sie zu neuronalen Linien. hAECs wurden auch zur Behandlung von peripheren Nervenverletzungen in Tiermodellen verwendet, in denen sie das Wachstum von Wirtsneuronen verstärken und die regenerative Sprossung anleiten konnten. Zusätzlich zu ihrem neurogenen Potenzial wurden einige relevante Arbeiten zur Erforschung des hepatischen Potenzials von AECs durchgeführt. Erstens produzieren AECs Albumin und α-Fetoprotein, und sie zeigen Glykogenspeicherung und hepatisches Differenzierungspotenzial in vitro . Darüber hinaus hatten hAECs in vitro die Fähigkeit, Ammoniak, Testosteron und 17α-Hydroxyprogesteron-Caproat zu metabolisieren, während sie Hepatozytenmarker wie Albumin, A1AT, CYP2A4, 3A7, 1A2, 2B6, ASGPR1 und induzierbare fetale Cytochrome exprimierten. Nach intrahepatischer Transplantation in immundefiziente (severe combined immunodeficient )/beige Mäuse zeigten hAECs funktionelle hepatische Eigenschaften, und nach Vorbehandlung von SCID/beige Mäusen mit Retrorsin exprimierten hAECs reife Lebergene, Plasmaproteine und hepatische Enzyme auf einem Niveau, das dem von adultem Lebergewebe entsprach. hAECs zeigten therapeutische Wirksamkeit nach Transplantation in einem Mausmodell der Leberzirrhose . Die Transplantation von humanen Amnion-abgeleiteten Epithelzellen in die Leber scheint erwünschte therapeutische Eigenschaften zu haben, einschließlich der Sekretion von Matrix-Metalloproteinase, die die Fibrinolyse einleitet, und der Erhöhung der Interleukin-10-Konzentration. In einem Mausmodell für Lebererkrankungen führte die Transplantation von Amnion-Epithelzellen zu einem hepatischen Engrafting mit verminderter Entzündung, Fibrose und Hepatozyten-Apoptose. Zhang et al. infundierten Amnionzellen in eine mit Tetrachlorkohlenstoff behandelte Mausleber, und sie zeigten minimale Fibrose und Apoptose. Ricci et al. verwendeten ein Stück humaner Amnionmembran (hAM), um die Fibrose in der Rattenleber zu beurteilen und zeigten erhöhte antifibrotische Eigenschaften der hAM mit einer Reduktion der duktulären Reaktion und der Ablagerung von extrazellulärer Matrix (ECM) . Vaghjiani et al. zeigten, dass die Differenzierung von hAECs in leberähnliche Zellen nach Verkapselung in Bariumalginat-Mikrosphären in vitro lebensfähig und funktionell bleiben kann, und sie können CYP3A4 exprimieren, von dem angenommen wird, dass es fast 50% aller therapeutischen Medikamente abbaut .
Außerdem wurden die kryokonservierte Amnionmembran und ihre Nebenprodukte als wichtige Hilfsmittel für die Behandlung von Ulzerationen und Epitheldefekten (Hornhaut oder Bindehaut) erkannt . Nakamura et al. verwendeten autologe Serum-Hornhaut-Epithelzellen auf einer Amnionmembran zur Transplantation von neun Augen von neun Patienten mit totalem Limbus-Stammzellmangel, und sie zeigten eine Verbesserung der Sehschärfe und eine vollständige Hornhaut-Epithelialisierung innerhalb von 2-5 Tagen . Wang et al. untersuchten an allogenen Mäusen mit grün fluoreszierendem Protein (GFP)+ intakte Amnionepitheltransplantate mit syngenen (EGFP-C57BL/6 zu C57BL/6 W/t) und allogenen (EGFP-C57BL/6 zu BALB/c W/t) AE-Zellen, die in die Hornhaut oder Bindehaut transplantiert oder in die Vorderkammern eingesetzt wurden. Die Forscher zeigten, dass die Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) Klasse I beta nach der Implantation nur minimal exprimiert wurden. Schließlich wurden weitere potenzielle klinische Anwendungen erforscht und AECs wurden als potenziell nützlich für eine Vielzahl von Erkrankungen angesehen, darunter Augenerkrankungen, Lungenfibrose, Leberfibrose, Multiple Sklerose, angeborene Stoffwechselstörungen wie Ornithin-Transcarbamylase-Mangel, familiäre Hypercholesterinämie, Rückenmarksverletzungen und Parkinson-Krankheit sowie für allogene Zelltransplantationen.